姚振华+严子焜

摘 要：功能可靠性试飞是民机适航飞行验证的一个重要项目，以验证航空器、零部件和设备是否可靠、功能是否正常。通过参考CCAR21、AC25-7和其他机型功能可靠性试飞经验，对功能可靠性试飞内容、试飞检查项目、试验规划和试验管理等方面进行技术研究，以供民机功能可靠性试飞参考。

关键词：功能可靠性；试飞；检查项目；试验规划

中图分类号：V215.7 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）11-0119-02

空客和波音两大航空巨头公司对功能可靠性试飞已形成一套非常成熟的试飞经验。我国民机试飞起步晚，目前还没有任何一架飞机能按照CCAR25部的要求进行功能可靠性飞行试验。因此，进行功能可靠性试飞研究是很有必要的，可为后续民机功能可靠性试飞提供参考。

1 验证条款

民机在交付用户之前必须进行适航取证，取得适航证的其中一项重要标准为满足适航条款的要求。功能可靠性飞行试验主要验证的适航条款如下：

CCAR21.35（二）（2）：在满足本条第（一）项的要求后，申请人应当进行审查方规定的各项飞行试验，以便确定按适航规章进行合格审定的航空器，是否能确保其零部件和设备是可靠的，且功能是正常的。

CCAR21.35（六）（1）：装有未曾在已有型号合格证或型号设计批准书的航空器上使用过的某型涡轮发动机的航空器，应当以符合其型号合格证的该型全套发动机为动力至少飞行300 h。

2 试验内容和方法

根据CCAR21《民用航空产品和零部件合格审定规定》中条款21.35（二）（2）和21.35（六）的规章要求和咨询通告，AC25-7C《运输类飞机合格审定飞行试验指南》附录中2“功能和可靠性试验-§21.35（b）（2）”的指导意见，功能可靠性试飞可结合合格审定试飞进行，用于符合性数据收集和时间统计，以减少专项功能可靠性试飞的时间。

2.1 非专项试飞

为降低申请人的工作负担，并加快项目研制进度，部分功能可靠性试飞可采用结合型号合格审定试飞进行的方式开展非专项试飞。非专项试飞在飞机取得TIA后，由一架或多架符合TIA批准要求的飞机执行。申请人需检查和记录被结合架次的飞机构型，试飞情况，系统、设备使用情况，故障或问题和发生故障或问题后的处置措施等信息。

2.2 专项试飞

为检查飞机在预期航线运营时的可靠性，飞机在完成其他所有合格审定试飞之后，需使用1架满足专项试飞构型基准要求的试飞飞机进行模拟航线运营和地面检查、兼容性测试。试飞时间为总的功能可靠性试飞时间减去非专项试飞时间，但应不少于150 h。

2.2.1 模拟航线运营

模拟正常航线飞行：模拟飞机在不同典型机场、不同飞行规则和各种预期的航线气象环境下进行正常航线飞行，可根据航前、飞行中、进近、着落等不同阶段设置检查项目。在检查中应根据相关操作程序设置各种操作组合，并对飞机系统功能进行多次循环操作。

模拟飞行中发生设备故障：模拟飞机在飞行过程中设备发生故障时的运行，试飞项目在飞行手册中“非正常程序”范围内选取，通常选取低风险项目，且无需额外增加改装设备或更改飞机构型。

模拟带故障放行的运行：模拟飞机在飞行前检查发现某些设备不工作后飞机签派的运行，通常选取低风险项目。

2.2.2 地面检查和兼容性测试

地面检查：依据检查和维护程序，按适当的时间间隔对飞机进行地面检查和维护。记录检查过程中发现的故障或缺陷，并评价飞机的维护性和维护程序。

兼容性测试：使用不同机场设施（包括廊桥，加、放油设施等）测试飞机与机场设施的兼容性。

2.3 检查项目

功能可靠性试飞的一项重要内容就是检查飞机和其各系统的功能是否正常且可靠。这种检查工作是通过对飞机各系统、设备进行一系列的检查、操作、使用完成的。因此，制订功能可靠性试飞的检查项目是该试飞科目的一项重点工作。

需求分析和功能定义分解普遍运用于大型项目研制中。民机功能来源于飞机的操作运行理念，即搭载乘客和货物从起点安全地飞行到终点，同时为保证运营效率和持续适航，必须对飞机进行维护。为支持飞行，必须提供人机接口、液压能源、气源和电源等公共资源。根据此理念，以需求为牵引，从上级功能分解到下级功能，直至系统级子功能。

在参照国外功能可靠性试飞经验的基础上，以各系统的功能验证为出发点，选取并确定检查项目和其检查阶段。确定检查项目的原理如图1所示。表1为根据系统级子功能设置检查项目的样例。

2.4 试验规划

为保证功能可靠性试飞的完整性和模拟实际使用中可预见的所有运行条件的准确性，飞机需在真实机场和航线上进行起降和飞行，因此，开展试飞前需进行仔细规划。

2.4.1 航线规划

相关机场、航程和航线的规划应调研该机型市场需求和竞争机型的运营数据。

干线窄体飞机大部分飞行集中在中航程和短航程。参照此时间比例，功能可靠性试飞应进行40 h短航程飞行、100 h中航程飞行和10 h长航程飞行，但为了提高试飞架次任务饱满量和效率，可对上述时间比例进行适当调整。

根据飞机市场定位，并结合竞争机型的运行机场和运行航线数据，选取对应的运行机场和运行航线。通常以一类航线为主，兼顾部分二类航线。同时，每个飞行日飞行时间应控制在一定范围（10 h）内，并兼顾飞机预期服务使用的各种环境条件，合理安排航线。

2.4.2 运行环境

进行功能可靠性试飞时，应考虑在预期可能遭遇的各种运行环境下进行飞行，包括冷天、热天、侧风、高原、结冰、降雨、夜间等。

2.4.3 数据资料endprint

进行功能可靠性试飞时，应设计专用的数据记录表单，用于记录试飞情况，所形成的数据资料将作为评价飞机符合性的依据。这些数据主要包括以下几点内容。

飞行日志：记录飞机每个架次的航前、航后检查情况和飞行情况。

检查记录：记录每个架次的检查情况，在要求对某些参数进行测量时，记录相关参数的实测数据。检查记录主要包括架次检查项目和检查时间，机组完成的系统、部件操作和系统工作情况，飞行中发生的故障，发生时间及故障发生时飞机状态，故障发生的原因、处置程序和措施等。

构型记录：记录构型是否有偏离以及偏离评估结论，以便对功能可靠性试飞全过程的飞机构型状态进行追溯。

2.5 试验判据

功能可靠性试飞的可接受判据为定性判据，即飞机各系统功能正常，结构完好，经过大量频繁的循环操作，各系统和部件仍能可靠地正常运转和使用，无不合常理的损坏和不寻常的功能失效或异常，无造成机组犯错的潜在因素。

3 试飞风险分析及应对措施

功能可靠性试飞模拟航线运营进行，应为低风险等级。但由于试飞涉及的机场多，环境和气象条件复杂，参试单位和人员多，管理和技术上面临许多新问题和新挑战。因此，专项试飞存在一定的风险。对此可采取以下措施降低功能可靠性试飞风险：①对机务维护人员进行航线维修保障培训，使参试人员熟悉航线维修保障模式，掌握航线维修保障的内容和要求；②对驾驶员进行相关培训和技术交底，使其了解和掌握相关民航机场最新场站设备和空中交通管制要求，熟悉航线和试飞限制；③成立专项试飞组织管理团队，协调试飞中可以预见和不可预见的各类问题，清除试飞进展中的障碍。

4 试验管理

功能可靠性试飞具有时间周期长，需进行大量的资源协调和对动态数据进行收集等特点，对试验管理存在较高的要求。在功能可靠性试飞过程中，需要对飞机构型状态和构型更改进行跟踪和管理，并考虑各种构型更改对系统功能和交联系统功能的影响，数据量十分巨大，因此，需根据功能可靠性试飞特点进行构型管理。本文从以下几个方面对试验管理进行探讨。

4.1 建立与飞机功能关联的构型数据库

由于飞机构型管理的对象为CI项，无法直观地表达飞机系统的功能状态，因此，需通过梳理功能与功能之间的关联关系，建立含有与飞机功能之间存在映射关系属性的飞机构型数据库，并以此为基础进行功能可靠性试飞的构型管理工作。

4.2 建立功能可靠性试飞构型基准

通过将功能可靠性试飞检查内容分解到各系统的功能层面和不同系统功能实现的耦合影响等因素，建立F&R试飞的构型基准，以提供一个可接受的科目执行标准。

一般可按照飞机进入TIA的构型作为执行功能可靠性非专项试飞构型的基准，按照取证构型作为执行功能可靠性专项试飞构型的基准。

4.3 构型跟踪

由于飞机在合格审定试飞过程中难免会出现构型更改，为保证试飞结果的有效性，需对构型偏离项和构型更改项进行跟踪。

5 结束语

功能可靠性试飞是新型号飞机取证试飞的重要内容之一。 本文依据AC25-7C中对功能可靠性试飞的指导意见，并参考其他机型功能可靠性试飞经验，对功能可靠性试飞内容、试飞方法等内容进行了研究，并就确定操作检查项目、试验构型管理等内容进行了探讨，可为今后民机功能可靠性试飞提供参考。

参考文献

[1]中国民用航空总局.民用航空产品和零部件合格审定规定[S].2007-03-15.

[2]美国运输部联邦航空管理局.Flight Test Guide For Certification Of Transport Category Airplanes[S].2011-06-07.

[3]李飞敏，宋海靖，魏新科.民机功能与可靠性试飞标准体系建设研究[J].航空标准化与质量，2012（01）.

〔编辑：刘晓芳〕endprint

进行功能可靠性试飞时，应设计专用的数据记录表单，用于记录试飞情况，所形成的数据资料将作为评价飞机符合性的依据。这些数据主要包括以下几点内容。

飞行日志：记录飞机每个架次的航前、航后检查情况和飞行情况。

检查记录：记录每个架次的检查情况，在要求对某些参数进行测量时，记录相关参数的实测数据。检查记录主要包括架次检查项目和检查时间，机组完成的系统、部件操作和系统工作情况，飞行中发生的故障，发生时间及故障发生时飞机状态，故障发生的原因、处置程序和措施等。

构型记录：记录构型是否有偏离以及偏离评估结论，以便对功能可靠性试飞全过程的飞机构型状态进行追溯。

2.5 试验判据

功能可靠性试飞的可接受判据为定性判据，即飞机各系统功能正常，结构完好，经过大量频繁的循环操作，各系统和部件仍能可靠地正常运转和使用，无不合常理的损坏和不寻常的功能失效或异常，无造成机组犯错的潜在因素。

3 试飞风险分析及应对措施

功能可靠性试飞模拟航线运营进行，应为低风险等级。但由于试飞涉及的机场多，环境和气象条件复杂，参试单位和人员多，管理和技术上面临许多新问题和新挑战。因此，专项试飞存在一定的风险。对此可采取以下措施降低功能可靠性试飞风险：①对机务维护人员进行航线维修保障培训，使参试人员熟悉航线维修保障模式，掌握航线维修保障的内容和要求；②对驾驶员进行相关培训和技术交底，使其了解和掌握相关民航机场最新场站设备和空中交通管制要求，熟悉航线和试飞限制；③成立专项试飞组织管理团队，协调试飞中可以预见和不可预见的各类问题，清除试飞进展中的障碍。

4 试验管理

功能可靠性试飞具有时间周期长，需进行大量的资源协调和对动态数据进行收集等特点，对试验管理存在较高的要求。在功能可靠性试飞过程中，需要对飞机构型状态和构型更改进行跟踪和管理，并考虑各种构型更改对系统功能和交联系统功能的影响，数据量十分巨大，因此，需根据功能可靠性试飞特点进行构型管理。本文从以下几个方面对试验管理进行探讨。

4.1 建立与飞机功能关联的构型数据库

由于飞机构型管理的对象为CI项，无法直观地表达飞机系统的功能状态，因此，需通过梳理功能与功能之间的关联关系，建立含有与飞机功能之间存在映射关系属性的飞机构型数据库，并以此为基础进行功能可靠性试飞的构型管理工作。

4.2 建立功能可靠性试飞构型基准

通过将功能可靠性试飞检查内容分解到各系统的功能层面和不同系统功能实现的耦合影响等因素，建立F&R试飞的构型基准，以提供一个可接受的科目执行标准。

一般可按照飞机进入TIA的构型作为执行功能可靠性非专项试飞构型的基准，按照取证构型作为执行功能可靠性专项试飞构型的基准。

4.3 构型跟踪

由于飞机在合格审定试飞过程中难免会出现构型更改，为保证试飞结果的有效性，需对构型偏离项和构型更改项进行跟踪。

5 结束语

功能可靠性试飞是新型号飞机取证试飞的重要内容之一。 本文依据AC25-7C中对功能可靠性试飞的指导意见，并参考其他机型功能可靠性试飞经验，对功能可靠性试飞内容、试飞方法等内容进行了研究，并就确定操作检查项目、试验构型管理等内容进行了探讨，可为今后民机功能可靠性试飞提供参考。

参考文献

[1]中国民用航空总局.民用航空产品和零部件合格审定规定[S].2007-03-15.

[2]美国运输部联邦航空管理局.Flight Test Guide For Certification Of Transport Category Airplanes[S].2011-06-07.

[3]李飞敏，宋海靖，魏新科.民机功能与可靠性试飞标准体系建设研究[J].航空标准化与质量，2012（01）.

〔编辑：刘晓芳〕endprint

进行功能可靠性试飞时，应设计专用的数据记录表单，用于记录试飞情况，所形成的数据资料将作为评价飞机符合性的依据。这些数据主要包括以下几点内容。

飞行日志：记录飞机每个架次的航前、航后检查情况和飞行情况。

检查记录：记录每个架次的检查情况，在要求对某些参数进行测量时，记录相关参数的实测数据。检查记录主要包括架次检查项目和检查时间，机组完成的系统、部件操作和系统工作情况，飞行中发生的故障，发生时间及故障发生时飞机状态，故障发生的原因、处置程序和措施等。

构型记录：记录构型是否有偏离以及偏离评估结论，以便对功能可靠性试飞全过程的飞机构型状态进行追溯。

2.5 试验判据

功能可靠性试飞的可接受判据为定性判据，即飞机各系统功能正常，结构完好，经过大量频繁的循环操作，各系统和部件仍能可靠地正常运转和使用，无不合常理的损坏和不寻常的功能失效或异常，无造成机组犯错的潜在因素。

3 试飞风险分析及应对措施

功能可靠性试飞模拟航线运营进行，应为低风险等级。但由于试飞涉及的机场多，环境和气象条件复杂，参试单位和人员多，管理和技术上面临许多新问题和新挑战。因此，专项试飞存在一定的风险。对此可采取以下措施降低功能可靠性试飞风险：①对机务维护人员进行航线维修保障培训，使参试人员熟悉航线维修保障模式，掌握航线维修保障的内容和要求；②对驾驶员进行相关培训和技术交底，使其了解和掌握相关民航机场最新场站设备和空中交通管制要求，熟悉航线和试飞限制；③成立专项试飞组织管理团队，协调试飞中可以预见和不可预见的各类问题，清除试飞进展中的障碍。

4 试验管理

功能可靠性试飞具有时间周期长，需进行大量的资源协调和对动态数据进行收集等特点，对试验管理存在较高的要求。在功能可靠性试飞过程中，需要对飞机构型状态和构型更改进行跟踪和管理，并考虑各种构型更改对系统功能和交联系统功能的影响，数据量十分巨大，因此，需根据功能可靠性试飞特点进行构型管理。本文从以下几个方面对试验管理进行探讨。

4.1 建立与飞机功能关联的构型数据库

由于飞机构型管理的对象为CI项，无法直观地表达飞机系统的功能状态，因此，需通过梳理功能与功能之间的关联关系，建立含有与飞机功能之间存在映射关系属性的飞机构型数据库，并以此为基础进行功能可靠性试飞的构型管理工作。

4.2 建立功能可靠性试飞构型基准

通过将功能可靠性试飞检查内容分解到各系统的功能层面和不同系统功能实现的耦合影响等因素，建立F&R试飞的构型基准，以提供一个可接受的科目执行标准。

一般可按照飞机进入TIA的构型作为执行功能可靠性非专项试飞构型的基准，按照取证构型作为执行功能可靠性专项试飞构型的基准。

4.3 构型跟踪

由于飞机在合格审定试飞过程中难免会出现构型更改，为保证试飞结果的有效性，需对构型偏离项和构型更改项进行跟踪。

5 结束语

功能可靠性试飞是新型号飞机取证试飞的重要内容之一。 本文依据AC25-7C中对功能可靠性试飞的指导意见，并参考其他机型功能可靠性试飞经验，对功能可靠性试飞内容、试飞方法等内容进行了研究，并就确定操作检查项目、试验构型管理等内容进行了探讨，可为今后民机功能可靠性试飞提供参考。

参考文献

[1]中国民用航空总局.民用航空产品和零部件合格审定规定[S].2007-03-15.

[2]美国运输部联邦航空管理局.Flight Test Guide For Certification Of Transport Category Airplanes[S].2011-06-07.

[3]李飞敏，宋海靖，魏新科.民机功能与可靠性试飞标准体系建设研究[J].航空标准化与质量，2012（01）.

〔编辑：刘晓芳〕endprint